CN109779700B - 基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮机配汽方法，尤其是一种基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，属于汽轮机装置技术领域;通过叠加静叶只数差异化和静叶角度差异化两种设计手段，进一步减小部分负荷下调节级的有效通流面积，提高机组的主蒸汽压力，实现各喷嘴组通流面积与主蒸汽压力的最佳匹配，能够更深层次的挖掘喷嘴配汽汽轮机部分负荷下的提效潜力，显著提高汽轮发电机组部分负荷的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽轮机配汽方法，尤其是一种基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，属于汽轮机装置技术领域。
背景技术
汽轮发电机组在运行期间，需要经常调整其功率，以便与电网负荷保持平衡。决定汽轮机功率的最主要、最容易控制的因素就是汽轮机的进汽量。喷嘴配汽是汽轮机常见的一种调节流量的方式，其第一级为部分进汽度可变的调节级。一般，调节级的静叶分成若干个喷嘴组（大型汽轮发电机组常用4组），并与相同个数的调节阀连接，阀后空间互相隔开，允许各喷嘴组前建立不同的压力，通过不同的流量。喷嘴配汽汽轮机通过控制调节阀的开启顺序和阀门开度，来改变调节级的有效面积，从而调节汽轮机进汽量，达到控制汽轮发电机组功率的目的。
对喷嘴配汽汽轮机来说，调节级静叶分组、调节阀开启相对关系与主蒸汽压力、机组负荷相互配合、相互影响，从而对汽轮发电机组的经济性有显著影响。
目前，国内汽轮发电机组的平均负荷率普遍较低，并且机组的调峰范围不断扩大。现有的喷嘴配汽方法，均以调节级各喷嘴组的静叶设计角度相同为前提，通过调节级静叶只数的分配，调整各调节阀对应的调节级通流面积，从而实现对汽轮机功率的控制，并优化汽轮发电机组的经济性。但是，由于各调节阀对应的进汽腔室结构设计等工艺的限制，各喷嘴组对应的部分进汽度不能小于一定值，从而使得调节级各喷嘴组的面积未达到最佳匹配，汽轮机部分负荷下的主汽压力未达到最佳值，影响了喷嘴配汽汽轮机部分负荷经济性的进一步提高。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法,进一步提高其部分负荷经济性的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法。
本发明采用的技术方案如下：
基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法,包括以下步骤：
a、根据汽轮机最大进汽量等设计输入条件，确定调节级喷嘴组总的通流几何参数；
b、根据汽轮机额定进汽量与最大进汽量的差异，确定第一喷嘴组的通流几何参数；根据调节级的中分面结构，得到第二喷嘴组的通流几何参数；
c、根据两阀全开时能够满足机组目标负荷下的进汽量为前提，以该负荷下主汽压力尽可能接近额定压力为目标，依次得到其他喷嘴组的通流几何参数；
d、如果目标负荷的主蒸汽压力未达到目标值，通过差异化调整各喷嘴组静叶角度，并重复步骤a到步骤c；
e、如果目标负荷的主蒸汽压力达到目标值，得到各组喷嘴组的通流几何参数，配汽完成。
进一步的，喷嘴组包括第一喷嘴组31、第二喷嘴组32、第三喷嘴组33以及第四喷嘴组34，每组喷嘴对应设置有调节阀，每组喷嘴并联连通主蒸汽管道，并通过主蒸汽阀控制主蒸汽管道的开启/闭合，多组喷嘴同圆心分布在同一圆周上，每组喷嘴之间采用隔断阻隔开为独立的喷嘴组。
进一步的，其中第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数相同，第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数相同，第一喷嘴组和第三喷嘴组与第二喷嘴组和第四喷嘴组交叉设置。
进一步的，所述第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数与第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数不同，第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数多于第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数。
进一步的，所述步骤d中，差异化调整各喷嘴组为：减小第二喷嘴组和第三喷嘴组的静叶角度，同时放大第一喷嘴组和第四喷嘴组的静叶角度。
进一步的，所述步骤a中，在初始迭代计算时，静叶角度按相同取值。
进一步的，所述步骤c中，所述目标负荷为70-80%额定负荷。
进一步的，所述步骤c中，得出的几何参数后第三喷嘴组的流通几何参数取最小值。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的基于调节级静叶角度差异化的喷嘴配汽方法，通过叠加静叶只数差异化和静叶角度差异化减小部分负荷下调节级的有效通流面积，提高机组的主蒸汽压力，实现各喷嘴组通流面积与主蒸汽压力的最佳匹配，能够更深层次的挖掘喷嘴配汽汽轮机部分负荷下的提效潜力，显著提高汽轮发电机组部分负荷的经济性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明喷嘴组的结构示意图；
图2是本发明的流程示意图。
图中标记：1-主蒸汽阀、21-第一调节阀、22-第二调节阀、23-第三调节阀、24-第四调节阀、31-第一喷嘴组、32-第二喷嘴组、33-第三喷嘴组、34-第四喷嘴组、4-隔断。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例
基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法,如图2 所示，包括以下步骤：
a、根据汽轮机最大进汽量等设计输入条件，确定调节级喷嘴组总的通流几何参数；
b、根据汽轮机额定进汽量与最大进汽量的差异，确定第一喷嘴组31的通流几何参数；根据调节级的中分面结构，得到第二喷嘴组32的通流几何参数；
c、根据两阀全开时能够满足机组目标负荷下的进汽量为前提，以该负荷下主汽压力尽可能接近额定压力为目标，依次得到其他喷嘴组的通流几何参数；
d、如果目标负荷的主蒸汽压力未达到目标值，通过差异化调整各喷嘴组静叶角度，并重复步骤a到步骤c；
e、如果目标负荷的主蒸汽压力达到目标值，得到各组喷嘴组的通流几何参数，配汽完成。
本发明的配汽方法中，采用汽轮机当中的配汽方法，并结合差异化调整各喷嘴组静叶角度以实现减小部分负荷下调节级的有效通流面积，提高机组的主蒸汽压力，实现各喷嘴组通流面积与主蒸汽压力的最佳匹配。
作为更加具体的设计，对整个汽轮机配汽的喷嘴组进行具体的设计，在其中一具体实施方式中，如图1所示，喷嘴组包括第一喷嘴组31、第二喷嘴组32、第三喷嘴组33以及第四喷嘴组34，每组喷嘴对应设置有调节阀，每组喷嘴并联连通主蒸汽管道，并通过主蒸汽阀控制主蒸汽管道的开启/闭合，多组喷嘴同圆心分布在同一圆周上，每组喷嘴之间采用隔断阻隔开为独立的喷嘴组。作为更加具体的，第一喷嘴组31连接有第一控制阀21，第二喷嘴组32连接有第二控制阀22，第三喷嘴组33连接有第三控制阀23，第四喷嘴组34连接有第四控制阀24。
为了实现更好的配汽效果，在另一具体实施方式中，其中第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数相同，第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数相同，第一喷嘴组和第三喷嘴组与第二喷嘴组和第四喷嘴组交叉设置。
更具体的设计中，在其中一具体实施方式中，所述第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数与第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数不同，第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数多于第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数。
具体的，步骤c中，根据两阀全开时能够满足机组目标负荷下的进汽量为前提，以该负荷下主汽压力尽可能接近额定压力为目标，得到其他喷嘴组的通流几何参数第三喷嘴组33和第四喷嘴组34的通流几何参数。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述步骤c中，得出的几何参数后第三喷嘴组的流通几何参数取最小值。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，所述步骤d中，差异化调整各喷嘴组为：减小第二喷嘴组32和第三喷嘴组33的静叶角度，同时放大第一喷嘴组31和第四喷嘴组34的静叶角度。
作为更加具体的设计，所述步骤a中，在初始迭代计算时，静叶角度按相同取值。所述步骤c中，所述目标负荷为70-80%额定负荷。作为具体的设计，所述目标负荷为75%额定负荷或相近的某个部分负荷。
综上所述，本发明的基于调节级静叶角度差异化的喷嘴配汽方法，通过叠加静叶只数差异化和静叶角度差异化减小部分负荷下调节级的有效通流面积，提高机组的主蒸汽压力，实现各喷嘴组通流面积与主蒸汽压力的最佳匹配，能够更深层次的挖掘喷嘴配汽汽轮机部分负荷下的提效潜力，显著提高汽轮发电机组部分负荷的经济性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (7)
1.基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、根据汽轮机最大进汽量设计输入条件，确定调节级喷嘴组总的通流几何参数；所述喷嘴组包括第一喷嘴组（31）、第二喷嘴组（32）、第三喷嘴组（33）以及第四喷嘴组（34），每组喷嘴对应设置有调节阀，每组喷嘴并联连通主蒸汽管道，并通过主蒸汽阀（1）控制主蒸汽管道的开启/闭合，多组喷嘴同圆心分布在同一圆周上，每组喷嘴之间采用隔断（4）阻隔开为独立的喷嘴组；
b、根据汽轮机额定进汽量与最大进汽量的差异，确定第一喷嘴组（31）的通流几何参数；根据调节级的中分面结构，得到第二喷嘴组（32）的通流几何参数；
c、根据两阀全开时能够满足机组目标负荷下的进汽量为前提，以该负荷下主汽压力尽可能接近额定压力为目标，依次得到其他喷嘴组的通流几何参数；
d、如果目标负荷的主蒸汽压力未达到目标值，通过差异化调整各喷嘴组静叶角度，并重复步骤a到步骤c；
e、如果目标负荷的主蒸汽压力达到目标值，得到各组喷嘴组的通流几何参数，配汽完成。
2.如权利要求1所述的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：其中第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数相同，第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数相同，第一喷嘴组和第三喷嘴组与第二喷嘴组和第四喷嘴组交叉设置。
3.如权利要求2所述的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：所述第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数与第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数不同，第一喷嘴组和第三喷嘴组的静叶只数多于第二喷嘴组和第四喷嘴组的静叶只数。
4.如权利要求1所述的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：所述步骤d中，差异化调整各喷嘴组为：减小第二喷嘴组（32）和第三喷嘴组（33）的静叶角度，同时放大第一喷嘴组（31）和第四喷嘴组（34）的静叶角度。
5.如权利要求1所述的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：所述步骤a中，在初始迭代计算时，静叶角度按相同取值。
6.如权利要求5所述的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：所述步骤c中，所述目标负荷为70-80%额定负荷。
7.如权利要求5所述的基于调节级静叶角度差异化的汽轮机喷嘴配汽方法，其特征在于：所述步骤c中，得出的几何参数后第三喷嘴组的流通几何参数取最小值。
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